pcm编码器与pcm解码器的matlab实现及性能分析

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1、马众PCM编译码器设计及应用共28页第28页PCM编译码器设计及应用摘要：利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台，设计一个PCM编码与解码系统。在给定信号的前提下用经过理论计算分析的数据、图形与用虚拟的示波器、display器件所得到的图形、数据相比较;得出系统的性能。关键词：MATLAB7.0；Simulink仿真平台；PCM编码器与解码器；1引言1.1课程设计目的通过本课程的学习我们不仅能加深理解和巩固理论课上所学的有关PCM编码和解码的基本概念、基本理论和基本方法，而且能锻炼我们分析问题和解决问题的能力。体会了做一些简单理论验证的经验。1.2课程设计内

2、容利用MATLAB集成环境下的Simulink仿真平台,设计一个PCM编码与解码系统.用示波器观察编码与解码前后的信号波形，最后根据运行的数据和波形来分析该系统性能。1.3课程设计要求1．用Simulinlk对系统建模并搭建一个Pcm编译码器。2.输入模拟话音信号观察其输出波形。3.再输入数字波形观察一码波形4.对所设计的系统进行仿真分析。5.对其应用阐述举例。28马众PCM编译码器设计及应用共28页第28页2脉冲编码调制2.1PCM简介现在的数字传输系统都是采用脉码调制（PulseCodeModulation）体制。PCM最初并非传输计算机数据用的，而是使交换机之间有一

3、条中继线不是只传送一条电话信号。PCM有两个标准即E1和T1。　　我国采用的是欧洲的E1标准。T1的速率是1.544Mbit/s,E1的速率是2.048Mbit/s。　　PCM：相变存储器(Phase-changememory,PCM)是由IBM公司的研究机构所开发的一种新型存储芯片,将有望来替代如今的闪存Flash和硬盘驱动器HDD。　　PCM在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulsecodemodulation），即脉冲编

4、码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。　　PCM可以向用户提供多种业务，既可以提供从2M到155M速率的数字数据专线业务，也可以提供话音、图象传送、远程教学等其他业务。特别适用于对数据传输速率要求较高，需要更高带宽的用户使用。PCM线路的特点：•PCM线路可以提供很高的带宽，满足用户的大数据量的传输。•支持从2M开始的各种速率,最高可达155M的速率。•通过SDH设备进行网络传输，线路协议简单。与传统的DDN技术相比,PCM具有以下特点：•线路使用费用相对便宜。•能够提供较大的带宽。•接口丰富便于用户连接内部网络。•可以承载更多的数据传输业务。PC

5、M（动力控制模块）：汽车电控部分，电控单元的动力控制模块，有存储器、输入、输出。2.2PCM原理28马众PCM编译码器设计及应用共28页第28页  所谓脉冲编码调制，就是将模拟信号抽样量化，然后将已量化值变换成代码。下面将用一个PCM系统的原理框图简要介绍。原理框图如图2-1所示。图2-1PCM原理方框图在编码器中由冲激脉冲对模拟信号抽样，得到在抽样时刻上的信号抽样值。这个抽样值仍是模拟量。在它量化之前，通常由保持电路（holdingcircuit）将其作短暂保存，以便电路有时间对其量化。在实际电路中，常把抽样和保持电路作在一起，称为抽样保持电路。图中的量化器把模拟抽样信

6、号变成离散的数字量，然后在编码器中进行二进制编码。这样，每个二进制码组就代表一个量化后的信号抽样值。图中的译码器的原理和编码过程相反。其中，量化与编码的组合称为模/数变换器(A/D变换器)；译码与低通滤波的组合称为数/模变换器(D/A变换器)。抽样是对模拟信号进行周期性的扫描，把时间上连续的信号变成时间上离散的信号。我们要求经过抽样的信号应包含原信号的所有信息，即能无失真地恢复出原模拟信号，抽样速率的下限由抽样定理确定。量化是把经抽样得到的瞬时值进行幅度离散，即指定Q规定的电平，把抽样值用最接近的电平表示。编码是用二进制码组表示有固定电平的量化值。实际上量化是在编码过

7、程中同时完成的。图1是PCM单路抽样、量化、编码波形图。μ律与A律压缩特性μ律：（美、日）28马众PCM编译码器设计及应用共28页第28页A律：（我国、欧洲）式中，x为归一化输入，y为归一化输出，A、μ为压缩系数。数字压扩技术：一种通过大量的数字电路形成若干段折线，并用这些折线来近似A律或μ律压扩特性，从而达到压扩目的方法。即对数压扩特性的折线近似法。折线压扩特性：既不同于均匀量化的直线，又不同于对数压扩特性的光滑曲线。总的来说用折线作压扩特性是非均匀量化的，但它既有非均匀量化(不同折线有不同斜率)，又有均匀量化(在同一折线的